基于果蝇模式生物的五味子醇甲改善睡眠作用及作用机制的研究

论文摘要

目的：以果蝇为模式生物,探讨五味子醇甲改善睡眠作用及其作用机制。方法：1.不同日龄野生型Canton S品系黑腹果蝇24h睡眠时间与睡眠——觉醒节律：分别选择2日龄、7日龄、15日龄、30日龄、36日龄、40日龄45日龄和50日龄果蝇作为观察对象,雌雄分组,每组32只。采用果蝇活动监测系统（DAMS）,以果蝇睡眠时间和活动次数为评价指标,进行果蝇24h活动的连续监测,分别考察了不同日龄果蝇的24h睡眠时间与睡眠—觉醒节律；2.五味子醇甲对7日龄野生型Canton S品系黑腹果蝇睡眠影响的量效关系研究：选择7日龄果蝇作为观察对象,分为空白组和给药组,每组32只。给药组分别以给药浓度为0.64mg/mL、1.27mg/mL、2.54 mg/mL、5.08 mg/mL和10.16mg/mL的五味子醇甲给药1天,采用果蝇活动监测系统（DAMS）,以果蝇睡眠时间和活动次数为评价指标,进行果蝇24h活动的连续监测,探讨五味子醇甲对雌雄果蝇睡眠影响的量效关系研究；3.五味子醇甲对不同日龄的野生型Canton S品系黑腹果蝇24h睡眠时间与睡眠——觉醒节律的影响：分别选择2日龄、7日龄、15日龄、30日龄、40日龄和45日龄果蝇作为观察对象,分为空白组和给药组,每组32只。给药组以实验部分二得出的五味子醇甲最佳给药剂量2.54mg/mL给药1天,采用果蝇活动监测系统（DAMS）,以果蝇睡眠时间和活动次数为评价指标,进行果蝇24h活动的连续监测,分别考察了五味子醇甲对不同日龄雌雄果蝇的24h睡眠时间与睡眠——觉醒节律的影响；4.五味子醇甲对7日龄和30日龄野生型Canton S品系黑腹果蝇脑部睡眠行为相关基因表达的影响：分别选择7日龄和30日龄雌果蝇作为观察对象,分为空白组和给药组,每组30只。给药组以实验部分二得出的五味子醇甲最佳给药剂量2.54mg/mL给药1天,采用液氮冷冻法,收集果蝇头部,再以基因芯片技术,研究五味子醇甲对果蝇脑部睡眠行为相关基因表达的影响,并通过生物信息学中数据分析技术探讨五味子醇甲改善睡眠的机制。结果：1、不同日龄果蝇的24h睡眠时间与睡眠——觉醒节律①不同日龄雌雄果蝇的24h睡眠时间不同。随着日龄的增长,雌果蝇昼夜睡眠时间均呈逐渐减少趋势,以白天睡眠时间减少显著；雄果蝇昼夜睡眠时间变化趋势较雌果蝇稳定,呈逐渐减少后略有增多趋势；雌雄果蝇睡眠时间均从30日龄起略有延长。②通过睡眠——觉醒图分析可知,在2-7日龄期间,雌雄果蝇的睡眠——觉醒节律基本相同；自7日龄起,随着日龄增长,雌雄果蝇睡眠——觉醒节律出现差别,雌果蝇以白天活动,夜晚睡眠为主；而雄果蝇昼夜均睡眠。这一现象雌雄果蝇均从30日龄起逐渐显著。随着日龄增长,雌果蝇昼夜活动时间均增多,以白天活动时间增多为主,睡眠趋于片段化,自30日龄起原有的睡眠——觉醒节律（特征：早7点～下午2点和下午5点～晚8点活动,下午2点～下午5点略有睡眠,晚8点～早6点睡眠）逐渐被新的睡眠——觉醒节律（特征：白天12h活动,夜晚12h睡眠）取代。而雄果蝇昼夜活动时间均增多,但活动时间分布较雌果蝇分散,睡眠趋于片段化,自30日龄起原有的睡眠——觉醒节律（特征：早7点～下午2点和下午5点～晚8点活动,下午2点～下午5点睡眠,晚8点～早6点睡眠）逐渐被新的睡眠——觉醒节律（特征：活动与睡眠交替且散乱分布）取代。2、五味子醇甲对7日龄果蝇睡眠影响的量效关系①0.64mg/mL～10.16mg/mL给药浓度的五味子醇甲,给药1天均可明显缩短雌雄果蝇白天12h的睡眠时间（p<0.01）；当给药浓度达到2.54mg/mL时,可以明显缩短雌雄果蝇夜晚12h的睡眠时间（p<0.05）。②通过睡眠——觉醒图分析可知,五味子醇甲主要通过增加雌果蝇白天连续活动时间,减少睡眠片段化,来影响果蝇的睡眠时间。而对雄果蝇而言,五味子醇甲主要通过增加昼夜连续活动时间,减少睡眠片段化,来影响果蝇睡眠时间。这种作用现象均以给药浓度达到2.54mg/mL时最明显。3、五味子醇甲对不同日龄果蝇的24h睡眠时间与睡眠——觉醒节律的影响①2.54mg/mL给药浓度的五味子醇甲,给药1天对不同日龄雌雄果蝇睡眠时间均有减少作用（p<0.01）,但对雌雄果蝇的睡眠趋势没有影响。②通过睡眠——觉醒图分析可知,与空白组比较,给药组雌雄果蝇的昼夜睡眠片段化均减少,均能恢复部分原有的睡眠——觉醒节律（睡眠—觉醒节律部分恢复年轻化）,这种现象尤其以30日龄显著。4、五味子醇甲对果蝇脑部睡眠行为相关基因表达的影响①7日龄与30日龄比较,p-value<0.05,上调差异倍数>2的基因有311个,下调差异倍数>2的基因有665个；②2.54mg/mL给药浓度的五味子醇甲,给药1天,7日龄空白组与给药组比较,p-value<0.05,上调差异倍数>2的基因有86个,下调差异倍数>2的基因有84个；③2.54mg/mL给药浓度的五味子醇甲,给药1天,30日龄空白组与给药组比较,p-value<0.05,上调差异倍数>2的基因有117个,下调差异倍数>2的基因有77个。结论：1、不同日龄雌雄果蝇的24h睡眠时间和睡眠——觉醒节律均不同。2、改善雌雄果蝇睡眠——觉醒节律的最佳给药剂量为2.54mg/mL给药浓度的五味子醇甲（给药1天）。3.2.54mg/mL给药浓度的五味子醇甲给药1天对不同日龄果蝇睡眠——觉醒节律影响不同,随着日龄增长,五味子醇甲对雌雄果蝇均表现出恢复部分原有的睡眠——觉醒节律的作用（睡眠——觉醒节律恢复年轻化）。4、7日龄和30日龄果蝇睡眠调节方式不同。与7日龄果蝇比较,30日龄果蝇Or9a、Or67a等基因上调,而cry等基因下调。5、五味子醇甲对不同日龄果蝇睡眠作用的调节方式不同。7日龄组是以tim、per、vri等基因为主要参与者,多基因共同调节的结果。30日龄组是以Gr98d和Gr93b等基因为主要参与者,多基因共同调节的结果。

论文目录

• 缩略语表
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 文献综述
• 1 果蝇作为模式生物的简介
• 1.1 模式生物的定义
• 1.2 模式生物的优势
• 1.3 果蝇作为模式生物的优势
• 1.4 果蝇作为模式生物历史和现状
• 2 果蝇作为睡眠研究的模式生物的现状
• 2.1 睡眠研究的新型模式生物
• 2.2 果蝇作为睡眠模式生物的优势
• 2.3 果蝇在睡眠行为学研究中的进展
• 2.4 基因芯片技术在果蝇睡眠研究中的应用
• 3 五味子醇甲研究现状
• 3.1 五味子药材的来源
• 3.2 五味子醇甲的理化性质
• 3.3 五味子醇甲药理作用研究
• 4 本课题研究思路
• 实验部分
• 一、不同日龄野生型Canton S品系黑腹果蝇24h睡眠时间与睡眠——觉醒节律
• 1 实验材料
• 2 实验环境
• 3 实验方法
• 4 实验结果
• 二、五味子醇甲对7日龄野生型Canton S品系黑腹果蝇睡眠影响的量效关系研究
• 1 实验材料
• 2 实验环境
• 3 实验方法
• 4 实验结果
• 三、五味子醇甲对不同日龄的野生型Canton S品系黑腹果蝇24h睡眠时间与睡眠——觉醒节律的影响
• 1 实验材料
• 2 实验环境
• 3 实验方法
• 4 实验结果
• 四、五味子醇甲对7日龄和30日龄野生型Canton S品系黑腹果蝇脑部睡眠行为相关基因表达的影响
• 1 实验材料
• 2 实验环境
• 3 实验方法
• 4 实验结果
• 讨论
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 个人简历